Organic Compounds as Proxies of the Sedimentary Environmental Quality of the Maricá-Guarapina Lagoon System (Se, Brazil)

Abstract

Bottom sediment is a natural trap for organic matter and different kinds of pollutants. The accumulation of large amount of organic matter gives rise to the eutrophication of the aquatic ecosystems. The analyses of the quantity and quality of the organic matter (biopolymers) help to determine the trophic status of coastal ecosystems. The Maricá-Guarapina Lagoon System (MGLS) is located in Rio de Janeiro and is composed by four connected lagoons: Maricá, Barra, Padre and Guarapina. It has been suffering impacts due to the intense and uncontrolled property speculation. Based on this problem, this study aimed to characterize the organic matter (OM) amount and quality in sediments and the relation with the impacted areas in this lagoon system. The collected sediment samples were analyzed for geochemical data combined with grain size and physical-chemical environmental parameters of the bottom water. Statistical results evidenced that the sedimentary environment of the MGLS is heterogenous. The organic matter supplied to the MGLS is provided from different sources but the autochthonous contribution (phytoplanktonic productivity and vegetal detritus from the mangrove fringe) prevails. The anthropogenic contribution was more evident in Padre Lagoon, where the sediments had relatively low TOC contents (0.1-0.8%). The MGLS is accumulating mainly aged organic matter. The most impacted zones were found in Guarapina, Barra and Maricá lagoons, in bottoms of fine-grained sediments, with relatively high TOC and labile biopolymeric compounds (proteins, carbohydrates and lipids) contents, which should evolve into an ever-increasing stage of eutrophication. COMPOSTOS ORGÂNICOS USADOS COMO INDICADORES DA QUALIDADE AMBIENTAL SEDIMENTAR DO SISTEMA LAGUNAR MARICÁ-GUARAPINA (SE DO BRASIL)ResumoO sedimento de fundo constitui uma armadilha natural para a matéria orgânica e diferentes tipos de poluentes. O acúmulo de grande quantidade de matéria orgânica dá origem à eutrofização dos ecossistemas aquáticos. Estimativas de quantidade e qualidade da matéria orgânica (biopolímeros) podem ajudar a determinar o estado trófico dos ecossistemas costeiros. O Sistema Lagunar de Maricá-Guarapina (MGLS), localizado no Estado do Rio de Janeiro (SE do Brasil), é composto por quatro lagunas interconectadas: Maricá, Barra, Padre e Guarapina. Este sistema tem sofrido impactos devido à intensa e descontrolada especulação imobiliária. Neste contexto, este estudo teve como objetivo caracterizar a quantidade e qualidade de matéria orgânica (MO) dos sedimentos do MGLS. Foram obtidos dados geoquímicos e confrontados com resultados granulométricos em amostras de sedimentos coletados em 22 estações de amostragem e analisados parâmetros físico-químicos da água. Os resultados estatísticos evidenciaram que o ambiente sedimentar do MGLS é heterogêneo. Este sistema recebe matéria orgânica de diferentes fontes, sendo, porém, prevalecente a contribuição autóctone (produtividade fitoplanctônica e detritos vegetais dos manguezais existentes na região). A contribuição antropogênica de matéria orgânica foi mais evidente na Lagoa do Padre, onde os sedimentos apresentaram teores de COT relativamente baixos (0,1-0,8%). As zonas mais impactadas foram encontradas em fundos de sedimentos finos, com teores relativamente elevados de COT e de compostos biopoliméricos lábeis (proteínas, carboidratos e lipídios), nas lagunas de Guarapina, Barra e Maricá. Os resultados obtidos revelam também que o MGLS está acumulando principalmente matéria orgânica envelhecida e permitem prever que as referidas áreas podem evoluir para um estágio de cada vez maior grau de eutrofização.Palavras-chave: Lagunas Costeiras Tropicais. Biopolímeros. Eutrofização. Dinâmica Sedimentar.

One more place to call home: the invasive bivalve Mytilopsis leucophaeata reaches the Maricá-Guarapina lagoon system (Rio de Janeiro, Brazil)

“…Historically, the lagoon system had cycles of opening and closure of the sea connection through the site 'Barra da Emergência', usually regulated by anthropic means (Oliveira et al 1955). The lagoon system shows a broad salinity variation according to weather conditions and the opening period of the Ponta Negra canal (Silvestre et al 2017), with a mean of 18 ppt (Franco et al 2019), although the inner waterbody (Maricá Lagoon) often shows salinity levels close to zero (Guerra et al 2011, Laut et al 2019). The lagoon system has great socioeconomic importance for the city of Maricá, due to several activities related to recreation, tourism and fishing.…”

“…The lagoon system has great socioeconomic importance for the city of Maricá, due to several activities related to recreation, tourism and fishing. However, the growing urbanization at the margins of the lagoon system has increased sediment and sewage input, which, associated with the low depth levels and reduced water renovation, leads to its silting up and eutrophication (Cruz et al 1996, Rodrigues et al 2015, Silvestre et al 2017, Laut et al 2019, Toledo et al 2021. Other near lagoons show different salinity levels, such as the euhaline Saquarema lagoon system (mean: 27-33 ppt) and the hyperhaline Araruama Lagoon (mean: 46-48 ppt) (Franco et al 2019).…”

A comprehensive assessment of leachate contamination at a non-operational open dumpsite: mycoflora screening, metal soil pollution indices, and ecotoxicological risks

“…This dumpsite received over 100 tons of daily waste, accumulating a total volume of about 558,000 m 3 of solid material, which extends through over 47,000 m 2 . The predominant soil type in the area is a cambisol originated from igneous granitic rocks containing low calcium content (Laut et al, 2019).…”

Indicadores Geoquímicos e Biodisponibilidade de Elementos-traço em Sedimentos do Estuário do Rio Cachoeira, Ilhéus - BA, Brasil

“…De fato, os maiores valores de COT registrados no ERC estão associados às regiões de sedimento lamoso e próximo a fontes poluidoras como a estação CH06-B localizada no rio Santana, e as estações CH09-B e CH09-C localizadas nas proximidades da ETE. Estudos realizados com a mesma metodologia em ecossistemas transicionais altamente eutrofizados do estado do Rio de Janeiro apresentam valores de COT similares aos encontrados no ERC como: laguna de Itaipu com valor máximo de 6.0% (Laut et al 2016b); Sistema Lagunar de Saquarema como valor máximo de 21,5% (Dias et al 2017); Lagoa Vermelha com valor máximo de 7,1% (Laut et al 2017); Sistema Lagunar Maricá-Guarapina com valor máximo de 4,3% (Laut et al 2019); e laguna de Araruama como valor máximo de 4,6% (Laut et al 2020).…”